Làm thế nào để viết một phương trình ion ròng: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: Jason Gerald | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-19 22:14

Phương trình ion thuần là một khía cạnh quan trọng của hóa học vì chúng chỉ biểu thị trạng thái của vật chất thay đổi trong một phản ứng hóa học. Phương trình này thường được sử dụng trong các phản ứng oxy hóa khử, phản ứng thay thế kép và trung hòa axit-bazơ. Có ba bước cơ bản để viết một phương trình ion sạch: cân bằng phương trình phân tử, chuyển nó thành phương trình ion đầy đủ (cách mỗi loại chất tồn tại trong dung dịch) và viết phương trình ion sạch.

Bươc chân

Phần 1/2: Tìm hiểu các nguyên tố của phương trình ion

Bước 1. Biết sự khác biệt giữa hợp chất dạng phân tử và hợp chất ion

Bước đầu tiên để viết một phương trình ion là xác định các hợp chất ion của phản ứng. Hợp chất ion là những hợp chất sẽ ion hóa trong dung dịch nước và có điện tích. Hợp chất phân tử là những hợp chất không bao giờ mang điện tích. Những hợp chất này được hình thành từ hai phi kim và thường được gọi là hợp chất cộng hóa trị.

Các hợp chất ion có thể được hình thành từ kim loại và phi kim, kim loại và ion đa nguyên tử, hoặc một số ion đa nguyên tử.
Nếu bạn không chắc chắn về một hợp chất, hãy tra cứu các nguyên tố của hợp chất đó trong bảng tuần hoàn.

Bước 2. Nhận biết tính tan của hợp chất

Không phải tất cả các hợp chất ion đều hòa tan trong dung dịch nước. Như vậy, hợp chất sẽ không hòa tan thành từng ion riêng lẻ. Bạn phải xác định độ tan của mỗi hợp chất trước khi tiếp tục với phần còn lại của phương trình. Sau đây là tóm tắt ngắn gọn về các quy tắc về độ hòa tan. Tra cứu bảng độ hòa tan để biết thêm chi tiết và các ngoại lệ đối với các quy tắc này.

Thực hiện theo các quy tắc này theo thứ tự được liệt kê bên dưới:
Tất cả muối Na⁺, K⁺, và NH₄⁺ có thể hòa tan.
Tất cả muối KHÔNG₃^-, NS₂NS₃O₂^-, ClO₃^-và ClO₄^- có thể hòa tan.
Tất cả muối Ag⁺, Pb²⁺và Hg₂²⁺ không thể hòa tan.
Tất cả muối Cl.^-, Br^-, và tôi^- có thể hòa tan.
Tất cả các muối CO.₃^2-, O^2-, NS^2-, Ồ^-, PO₄^3-, CrO₄^2-, Cr₂O₇^2-, và vì thế₃^2- không hòa tan (với một vài trường hợp ngoại lệ).
Tất cả muối SO₄^2- hòa tan (với một vài trường hợp ngoại lệ).

Bước 3. Xác định các cation và anion trong một hợp chất

Một cation là một ion dương trong một hợp chất và thường là một kim loại. Anion là các ion âm của phi kim trong hợp chất. Một số phi kim có thể tạo thành cation, nhưng kim loại sẽ luôn tạo thành cation.

Ví dụ, trong NaCl, Na là một cation tích điện dương vì Na là kim loại, trong khi Cl là một anion mang điện tích âm vì Cl là một phi kim

Bước 4. Xác định các ion đa nguyên tử trong phản ứng

Các ion đa nguyên tử là các phân tử tích điện được tổ chức với nhau rất chặt chẽ để chúng không hòa tan trong các phản ứng hóa học. Điều quan trọng là phải nhận ra các ion đa nguyên tử vì chúng có điện tích xác định và không phân chia thành các phần tử riêng lẻ của chúng. Các ion đa nguyên tử có thể mang điện tích dương hoặc âm.

Nếu bạn đang theo học một lớp hóa học thông thường, bạn có thể sẽ được yêu cầu nhớ một số ion đa nguyên tử được sử dụng phổ biến nhất.
Một số ion đa nguyên tử bao gồm CO₃^2-, KHÔNG₃^-, KHÔNG₂^-, VÌ THẾ₄^2-, VÌ THẾ₃^2-, ClO₄^-và ClO₃^-.
Có nhiều ion đa nguyên tử khác và có thể tìm thấy trong các bảng trong sách hóa học của bạn hoặc trên mạng.

Phần 2/2: Viết phương trình ion thuần

Bước 1. Cân bằng phương trình phân tử hoàn chỉnh

Trước khi viết một phương trình ion sạch, trước tiên bạn phải đảm bảo rằng phương trình ban đầu của bạn thực sự tương đương. Để cân bằng một phương trình, bạn thêm các hệ số vào trước các hợp chất cho đến khi số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai vế của phương trình là như nhau.

Viết số nguyên tử tạo nên mỗi hợp chất ở cả hai vế của phương trình.
Cộng các hệ số đứng trước nguyên tố không phải oxi và hiđro để cân bằng mỗi bên.
Cân bằng các nguyên tử hydro.
Cân bằng các nguyên tử oxy.
Đếm số nguyên tử trên mỗi vế của phương trình để đảm bảo chúng giống nhau.
Ví dụ, Cr + NiCl₂ CrCl₃ + Ni thành 2Cr + 3NiCl₂ 2CrCl₃ + 3Ni.

Bước 2. Xác định trạng thái vật chất của mỗi hợp chất trong phương trình

Thông thường, bạn có thể xác định các từ khóa trong một bài toán nêu chất của mỗi hợp chất. Có một số quy tắc để giúp bạn xác định chất của một nguyên tố hoặc hợp chất.

Nếu dạng chất của một nguyên tố không được liệt kê, hãy sử dụng dạng của chất đó trong bảng tuần hoàn.
Nếu một hợp chất là một dung dịch, bạn có thể viết nó dưới dạng nước hoặc (aq).
Nếu có nước trong phương trình, xác định xem hợp chất ion sẽ hòa tan hay không bằng cách sử dụng bảng độ tan. Nếu hợp chất có độ hòa tan cao thì hợp chất đó là chất lỏng (aq). Nếu hợp chất có độ tan thấp thì hợp chất đó là chất rắn.
Trong trường hợp không có nước, hợp chất ion là (các) hợp chất rắn.
Nếu câu hỏi đề cập đến một axit hoặc một bazơ, thì hợp chất này là dạng nước (aq).
Ví dụ: 2Cr + 3NiCl₂ 2CrCl₃ + 3Ni. Cr và Ni ở dạng nguyên tố là chất rắn. NiCl₂ và CrCl₃ Nó là một hợp chất ion hòa tan. Do đó, cả hai hợp chất đều là chất lỏng. Nếu được viết lại, phương trình này sẽ trở thành: 2Cr_(NS) + 3NiCl_{2 (aq)} 2CrCl_{3 (aq)} + 3Ni_(NS).

Bước 3. Xác định loại hợp chất nào sẽ tan (tách thành cation và anion) trong dung dịch

Khi một loại hoặc hợp chất hòa tan, nó phân tách thành các nguyên tố dương (cation) và nguyên tố âm (anion). Đây là những hợp chất được cân bằng cuối cùng cho một phương trình ion thuần.

Chất rắn, chất lỏng, chất khí, nguyên tố phân tử, hợp chất ion có độ hòa tan thấp, ion đa nguyên tử và axit yếu sẽ không hòa tan.
Các hợp chất ion có độ hòa tan cao (sử dụng bảng độ hòa tan) và axit mạnh sẽ ion hóa 100% (HCl_(TÔI), HBr_(TÔI), CHÀO_(TÔI), NS₂VÌ THẾ_{4 (aq)}, HClO_{4 (aq)}và HNO_{3 (aq)}).
Hãy nhớ rằng mặc dù các ion đa nguyên tử không hòa tan, nhưng nếu chúng là các phần tử của một hợp chất ion, chúng sẽ hòa tan khỏi hợp chất đó.

Bước 4. Tính điện tích của mỗi ion hòa tan

Hãy nhớ rằng kim loại sẽ là cation dương, trong khi phi kim loại sẽ là anion âm. Sử dụng bảng tuần hoàn, bạn có thể xác định nguyên tố nào sẽ có bao nhiêu điện tích. Bạn cũng phải cân bằng điện tích của mỗi ion trong hợp chất.

Trong ví dụ của chúng tôi, NiCl₂ hòa tan vào Ni²⁺ và Cl^- trong khi CrCl₃ tan thành Cr³⁺ và Cl^-.
Ni có điện tích 2+ vì Cl mang điện tích âm, nhưng có 2 nguyên tử Cl. Như vậy, chúng ta phải cân bằng 2 ion âm Cl. Cr có điện tích 3+ vì ta phải cân bằng 3 ion âm Cl.
Hãy nhớ rằng các ion đa nguyên tử có một điện tích nhất định của riêng chúng.

Bước 5. Viết lại phương trình với các hợp chất ion hòa tan, bị chia nhỏ thành các ion riêng lẻ của chúng

Bất cứ thứ gì có thể hòa tan hoặc bị ion hóa (một axit mạnh) sẽ phân tách thành hai ion khác nhau. Trạng thái của chất sẽ không đổi (aq), nhưng bạn phải đảm bảo rằng phương trình vẫn bằng.

Chất rắn, chất lỏng, chất khí, axit yếu và các hợp chất ion có độ hòa tan thấp sẽ không thay đổi hình dạng hoặc phân tách thành ion. Chỉ để yên những chất này.
Các phân tử sẽ tan trong dung dịch. Vì vậy, dạng của chất sẽ chuyển thành (aq). Ba ngoại lệ không trở thành (aq) là: CH_{4 (g)}, NS₃NS_{8 (g)}, và C₈NS_{18 (l)}.
Kết thúc ví dụ của chúng tôi, phương trình tổng số ion sẽ giống như sau: 2Cr_(NS) + 3Ni²⁺_(TÔI) + 6Cl^-_(TÔI) 2Cr³⁺_(TÔI) + 6Cl^-_(TÔI) + 3Ni_(NS). Mặc dù Cl không phải là một hợp chất, nhưng nó không phải là điatomic. Do đó, chúng ta nhân hệ số với số nguyên tử trong hợp chất để có 6 ion Cl ở cả hai vế của phương trình.

Bước 6. Loại bỏ các ion khán giả bằng cách loại bỏ các ion giống hệt nhau ở mỗi bên của phương trình

Bạn chỉ có thể loại bỏ các ion nếu chúng giống nhau 100% ở cả hai mặt (điện tích, số nhỏ ở dưới cùng, v.v.). Viết lại phản ứng mà chất không bị loại bỏ.

Hoàn thành ví dụ, có 6 ion quang phổ Cl.^- ở mỗi bên có thể được loại bỏ. Phương trình ion ròng cuối cùng là 2Cr_(NS) + 3Ni²⁺_(TÔI) 2Cr³⁺_(TÔI) + 3Ni_(NS).
Để kiểm tra xem câu trả lời của bạn có đúng hay không, tổng điện tích ở phía chất phản ứng phải bằng tổng điện tích ở phía sản phẩm trong phương trình ion thuần.